بررسی عددی رفتار لرزه ای قاب مهاربندی با سیستم نوین دوسطحی ترکیب میراگرهای اتصال پیچی اصطکاکی و تیر پیوند برشی افقی

در این مقاله, یک پیکربندی ابتکاری برای مهاربندی قاب های فولادی با بکارگیری استهلاک کننده های انرژی ارایه شده است. قاب مهاربندی دو سطحی پیشنهادی شامل میراگرهای اتصال پیچی شکاف دار (SBC) با عملکرد اصطکاکی و سیستم تیر پیوند برشی افقی (H-SPS) یا قاب مهاربندی واگرا (EBF) است که تحت عنوان قاب مهاربندی واگرا با لغزش کنترل شونده (CS+EBF) نامیده شد. سیستم SBC با حرکت اصطکاکی انتهای مهاربند در سوراخ لوبیایی و سیستم H-SPS با تسلیم برشی می توانند به ترتیب در سطوح پایین و متوسط تا شدید زلزله استهلاک انرژی کنند و مانع از کمانش عضو مهاربندی یا به تعویق انداختن آن شوند. فیوز SBC به عنوان فیوز کمکی در این سیستم دو سطحی در نظر گرفته شده است تا در زلزله های خفیف مانع از وارد عمل شدن فیوز اصلی شود. همچنین فیوز SBC بر خلاف فیوزهای تسلیمی بعد از زلزله نیاز به تعوبض ندارد و با اعمال پیش تنیدگی مجدد درپیچ های اتصال ترمیم می شود که این ویژگی سبب متمایز شدن سیستم دوسطحی پیشنهادی با سایر سیستم های مشابه شده است. جهت بررسی رفتار این سیستم, مطالعات عددی با نرم افزار کاربردیABAQUS انجام شده است. مدل ها با مقیاس 1 به 2 و با المان های محیط پیوسته سه بعدی (Solid) جهت دستیابی به نتایج دقیق, مدل سازی شده اند. نتایج بدست آمده در این بررسی حاکی از این است که سیستم دو سطحی قابلیت اتلاف انرژی بیشتری نسبت به سیستم های تک سطحی مشابه داشته و همچنین نشان می دهد که با افزایش ضخامت جان تیر پیوند برشی, استهلاک انرژی و مقاومت نهایی قاب مهاربندی افزایش یافته است. اتلاف انرژی پیکربندی پیشنهادی نسبت به سیستم های تک سطحیSCBF و EBF به ترتیب 88 درصد و 33 درصد بیشتر شده است و سهم اتلاف انرژی فیوز اول (SBC) و فیوز دوم (H-SPS) به ترتیب برابر با 33 درصد و 30 درصد از کل انرژی استهلاک شده توسط قاب مهاربندی CS+EBF2 می باشد.